2021届新高考选考化学一轮复习苏教版化学反应中的热效应学案

2021届新高考选考化学一轮复习苏教版化学反应中的热效应学案

第一单元　化学反应中的热效应 ‎[考点分布]‎ 知识内容 考试 要求 ‎2016年 ‎2017年 ‎2018年 ‎2019年 ‎2020年 ‎4月 ‎10月 ‎4月 ‎11月 ‎4月 ‎11月 ‎4月 ‎1月 ‎(1)化学反应中能量转化的主要形式 b T11‎ ‎(2)吸热反应和放热反应 a T11‎ T30(1)‎ T9、T30(2)‎ T19、T22‎ ‎(3)从化学反应中的反应物的总能量与生成物的总能量变化理解反应中的热效应 b T19‎ T19‎ T19‎ T30(一)(3)‎ T21‎ T22、T29(2)‎ ‎(4)化学键的断裂和形成与反应中能量变化的关系 c T11‎ T19‎ T19‎ T21‎ T23‎ ‎(5)热化学方程式的书写 b T19、T30(2)‎ T19、T30(1)‎ T20‎ ‎(6)利用热化学方程式进行的简单计算 c T12、T30(2)‎ T30(1)‎ ‎(7)合理利用化石燃料，提高燃料燃烧效率的方法 a T11‎ T10‎ ‎(8)太阳能开发利用的途径和方式 a ‎(9)生物质能的利用途径 a T10‎ ‎(10)氢能的优点、开发与利用，了解化石燃料的不可再生性及其给环境带来的问题 a T11‎ T9‎ T6‎ T5‎ T8‎ ‎(11)反应热 a T12‎ T22‎ ‎(12)焓变的涵义 a T12‎ T22‎ ‎(13)焓变与键能的关系 c T19‎ T21‎ T23‎ ‎(14)中和热的测定 b ‎(15)标准燃烧热的概念 a T30(2)‎ ‎(16)热值的概念 a ‎(17)盖斯定律及其简单计算 b T30(2)‎ T30(2)‎ T30(1)‎ T19‎ T21‎ T23‎ ‎　焓变与反应热 ‎1．吸热反应和放热反应 ‎(1)从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析，如图所示。‎ ‎(2)记忆常见的放热反应和吸热反应 放热反应：①可燃物的燃烧；②酸碱中和反应；③大多数化合反应；④金属跟酸的置换反应；⑤物质的缓慢氧化等。‎ 吸热反应：①大多数分解反应；②盐的水解；③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应；④碳和水蒸气、C和CO2的反应等。‎ ‎2．焓变、反应热 ‎(1)定义：在恒温、恒压条件下进行的反应的热效应。‎ ‎(2)符号：ΔH。‎ ‎(3)单位：kJ·mol－1或kJ/mol。‎ ‎3．从反应热的量化参数——键能的角度分析 题组一化学反应中的能量变化 ‎1．(2020·浙江1月选考,T22)在一定温度下，某反应达到了化学平衡，其反应过程对应的能量变化如图。下列说法正确的是(　　)‎ A．Ea为逆反应活化能，E′a为正反应活化能 B．该反应为放热反应，ΔH＝E′a－Ea C．所有活化分子的平均能量高于或等于所有分子的平均能量 D．温度升高，逆反应速率加快幅度大于正反应加快幅度，使平衡逆移 答案：D ‎2．(2020·浙江“七彩阳光”联盟期初联考)下列反应中生成物的总能量大于反应物总能量的非氧化还原反应是(　　)‎ A．铝热反应 B．碳酸钙分解 C．氢氧化钠和盐酸反应 D．焦炭在高温下与水蒸气反应 ‎ 解析：选B。由题意可知，该反应为吸热反应，且为非氧化还原反应，故B项符合题意。‎ 题组二键能与反应热 ‎3．已知1 g氢气完全燃烧生成液态水时放出热量143 kJ，18 g 水蒸气变成液态水放出44 kJ的热量。其他相关数据如下表：‎ O===O H—H H—O ‎1 mol化学键断裂 ‎496‎ x ‎463‎ 时需要吸收的能量/kJ 则表中x为(　　)‎ A．920　　　　　　　　　 B．557‎ C．436 D．188‎ 解析：选C。根据题意，可得热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－572 kJ·mol－1；而18 g水蒸气变成液态水时放出44 kJ热量，则2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－484 kJ·mol－1，即－484 kJ＝2x kJ＋496 kJ－4×463 kJ，解得x＝436。‎ ‎4．(2017·浙江4月选考，T19)已知断裂1 mol H2(g)中的H—H键需要吸收436.4 kJ的能量，断裂1 mol O2(g)中的共价键需要吸收498 kJ的能量，生成H2O(g)中的1 mol H—O键能放出462.8 kJ的能量。下列说法正确的是(　　)‎ A．断裂1 mol H2O中的化学键需要吸收925.6 kJ的能量 B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)‎ ΔH＝－480.4 kJ·mol－1‎ C．2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)‎ ΔH＝471.6 kJ·mol－1‎ D．H2(g)＋O2(g)===H2O(l)‎ ΔH＝－240.2 kJ·mol－1‎ 答案：B ‎5．反应N2(g)＋O2(g)===2NO(g)的能量变化如图所示。已知：断开1 mol N2(g)中化学键需吸收946 kJ能量，断开1 mol O2(g)中化学键需吸收498 kJ能量。下列说法正确的是(　　)‎ A．N2(g)＋O2(g)===2NO(g)ΔH＝－180 kJ·mol－1‎ B．NO(g)===N2(g)＋O2(g) ΔH＝90 kJ·mol－1‎ C．断开1 mol NO(g)中化学键需吸收632 kJ能量 D．形成1 mol NO(g)中化学键可释放90 kJ能量 答案：C 熟记反应热ΔH的基本计算公式 ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量。‎ ΔH＝反应物的总键能之和－生成物的总键能之和。‎ ‎　热化学方程式 ‎1．热化学方程式的概念 表示参加化学反应的物质的物质的量和反应热的关系的化学方程式。‎ ‎2．热化学方程式的意义 表明了化学反应中的物质变化和能量变化，如2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1表示25 ℃、101 kPa时，2__mol氢气和1__mol氧气反应生成2__mol 液态水时放出 571.6__kJ的热量。‎ ‎3．热化学方程式的书写 ‎(1)注明反应条件 反应热与测定条件(温度、压强等)有关。绝大多数反应是在25 ℃、101 kPa下进行的，可不注明。‎ ‎(2)注明物质状态 物质所处的状态不同，ΔH值不同。常用s、l、g、aq分别表示固体、液体、气体、溶液。‎ ‎(3)注意符号单位 ΔH应包括符号[放热反应为“－”，吸热反应为“＋”(可省略)]、数字和单位(kJ/mol)。‎ ‎(4)注意热化学方程式的化学计量数 热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，可以是整数，也可以是分数，且化学计量数必须与ΔH相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。‎ ‎(5)与普通化学方程式的区别 一般不标注“↑”“↓”以及反应条件，如“点燃”“加热”等。‎ 题组一热化学方程式的正误判断 ‎1．(2020·嘉兴月考)已知1 mol CH4气体完全燃烧生成气态CO2和液态H2O，放出890.3 kJ热量，则表示该反应的热化学方程式正确的是(　　)‎ A．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)‎ ΔH＝890.3 kJ·mol－1‎ B．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)‎ ΔH＝－890.3 kJ·mol－1‎ C．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)‎ ΔH＝890.3 kJ·mol－1‎ D．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)‎ ΔH＝－890.3 kJ·mol－1‎ 答案：B ‎2．(2020·杭州二中选考模拟)在25 ℃、101 kPa下，1 g甲醇[CH3OH(l)]燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ，下列热化学方程式正确的是(　　)‎ A．CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)‎ ΔH ＝725.8 kJ·mol－1‎ B．2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)‎ ΔH＝－1 452 kJ·mol－1‎ C．2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)‎ ΔH ＝－725.8 kJ·mol－1‎ D．2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O ΔH ＝－1 452 kJ·mol－1‎ 解析：选B。因甲醇燃烧为放热反应，ΔH＜0，故A项错误；热化学方程式中必须标明各物质的状态，故D项错误；1 mol甲醇的质量为32 g，由1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ，可得1 mol甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ×32≈725.8 kJ。故只有B项正确。‎ 判断热化学方程式正误可用的“五看”法 ‎(1)看方程式是否配平；‎ ‎(2)看各物质的聚集状态是否正确；‎ ‎(3)看ΔH变化的“＋”“－”是否正确(“＋”号可省略)；‎ ‎(4)看反应热的单位是否为kJ·mol－1；‎ ‎(5)看反应热的数值与化学计量数是否相对应。‎ 题组二依据能量图像书写热化学方程式 ‎3．(2016·浙江10月选考，T19)根据能量变化示意图，下列热化学方程式正确的是(　　)‎ A．N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)‎ ΔH＝－(b－a) kJ·mol－1‎ B．N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)‎ ΔH＝－(a－b) kJ·mol－1‎ C．2NH3(l)===N2(g)＋3H2(g)‎ ΔH＝2(a＋b－c) kJ·mol－1‎ D．2NH3(l)===N2(g)＋3H2(g)‎ ΔH＝2(b＋c－a) kJ·mol－1‎ 答案：D ‎4．氧化亚铜是一种重要的工业原料。已知1 g C(s)燃烧生成一氧化碳放出9.2 kJ的热量，氧化亚铜与氧气反应的能量变化如图所示。下列有关判断正确的是(　　)‎ A．碳[C(s)]的标准燃烧热为－110.4 kJ·mol－1‎ B．氧化亚铜与氧气的反应为吸热反应 C．氧化亚铜与氧气反应的活化能为292 kJ·mol－1‎ D．足量炭粉与CuO反应生成Cu2O的热化学方程式为 C(s)＋2CuO(s)===Cu2O(s)＋CO(g)　ΔH＝35.6 kJ·mol－1‎ 解析：选D。标准燃烧热指在101 kPa下，1 mol物质完全燃烧的反应热，而该题中C(s)燃烧的生成物为CO，故通过ΔH＝－9.2 kJ·g－1×12 g·mol－1＝－110.4 kJ·mol－1计算所得的结果不是碳[C(s)]的标准燃烧热，A项错误。由题给图像可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应放热，B项错误。由题给图像可知，氧化亚铜与氧气反应的活化能为348 kJ·mol－1，C项错误。根据题给信息可得热化学方程式：2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH1＝－220.8 kJ·mol－1①；根据题给图像可得热化学方程式：2Cu2O(s)＋O2(g) ===4CuO(s)　ΔH2＝－292 kJ·mol－1②；足量炭粉与氧化铜反应的热化学方程式为C(s)＋2CuO(s) ===Cu2O(s)＋CO(g)　ΔH③；根据盖斯定律，由×(①－②)可得③，则ΔH＝(ΔH1－ΔH2)＝35.6 kJ·mol－1，D项正确。‎ ‎　标准燃烧热、中和热和能源 ‎1．标准燃烧热 ‎(1)概念：在101 kPa下，1__mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫作该物质的标准燃烧热。标准燃烧热的单位一般用kJ·mol－1表示。‎ 标准燃烧热的限定词有恒压(101 kPa时)、可燃物的物质的量(1 mol)、完全燃烧、稳定 的氧化物等，其中的“完全燃烧”指物质中下列元素完全转变成对应的氧化物：C→CO2(g)，H→H2O(l)，S→SO2(g)等。‎ ‎(2)表示的意义：如C的标准燃烧热为393.5 kJ·mol－1，表示在101 kPa时，1 mol C完全燃烧放出393.5 kJ的热量。‎ ‎(3)书写热化学方程式：标准燃烧热是以1 mol物质完全燃烧所放出的热量来定义的，因此在书写它的热化学方程式时，应以燃烧1 mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数。例如：C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)　ΔH＝－5 518 kJ·mol－1，即C8H18的标准燃烧热为5 518 kJ·mol－1。‎ ‎2．热值的概念 ‎1__g物质完全燃烧所放出的热量叫作该物质的热值。‎ ‎3．中和热测定 ‎(1)概念：在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1__mol__液态H2O时的反应热叫中和热。‎ ‎(2)注意几个限定词：①稀溶液；②产物是1 mol液态H2O；③用离子方程式可表示为OH－(aq)＋H＋(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。‎ ‎(3)中和热的测定 ‎①测定原理 ΔH＝ c＝4.18 J·g－1·℃－1＝4.18×10－3 kJ·g－1·℃－1；n为生成H2O的物质的量。‎ ‎②装置如图(在横线上填出仪器的名称)‎ ‎4．合理利用化石燃料，提高燃料燃烧效率的方法 ‎(1)化石燃料主要包括煤、石油、天然气。‎ ‎(2)可燃物燃烧的条件是与O2接触、温度达到其着火点。‎ ‎(3)充分燃烧的必要条件是O2要充足，与O2的接触面积要大。‎ ‎(4)不充分燃烧则产热少，浪费资源，污染环境。‎ ‎(5)调整和优化能源结构，降低燃煤在能源结构中的比率，节约油气资源，加强科技投入，加快开发水电、核电和新能源等就显得尤为重要和迫切。‎ ‎(6)最有希望的新能源是太阳能、风能、氢能和燃料电池等。这些新能源的特点是 资源丰富，且有些可以再生，对环境没有污染或污染少。‎ 题组一标准燃烧热 ‎1．一些烷烃的标准燃烧热如下表：‎ 化合物 标准燃烧热/‎ ‎(kJ·mol－1)‎ 化合物 标准燃烧热/‎ ‎(kJ·mol－1)‎ 甲烷 ‎890.3‎ 正丁烷 ‎2 878.0‎ 乙烷 ‎1 560.8‎ 异丁烷 ‎2 869.6‎ 丙烷 ‎2 221.5‎ ‎2甲基丁烷 ‎3 531.3‎ 下列表达正确的是(　　)‎ A．乙烷燃烧的热化学方程式为2C2H6(g)＋7O2(g)===4CO2(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－1 560.8 kJ·mol－1‎ B．稳定性：正丁烷>异丁烷 C．正戊烷的标准燃烧热大于 3 531.3 kJ·mol－1‎ D．相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量越多 解析：选C。乙烷的标准燃烧热为1 560.8 kJ·mol－1，指1 mol C2H6(g)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)放出 1 560.8 kJ的热量，乙烷燃烧的热化学方程式为C2H6(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－1 560.8 kJ·mol－1，A项错误；正丁烷和异丁烷互为同分异构体，1 mol正丁烷和异丁烷完全燃烧都生成4 mol CO2(g)和5 mol H2O(l)，正丁烷的标准燃烧热>异丁烷的标准燃烧热，则正丁烷具有的能量>异丁烷具有的能量，根据能量越低越稳定可知，稳定性：正丁烷<异丁烷，B项错误；正戊烷和2甲基丁烷互为同分异构体，根据正丁烷的标准燃烧热>异丁烷的标准燃烧热可知，互为同分异构体的化合物支链多的标准燃烧热小，则正戊烷的标准燃烧热>2甲基丁烷的标准燃烧热，即正戊烷的标准燃烧热大于 3 531.3 kJ·mol－1，C项正确；随着碳原子数的增多，烷烃含碳质量分数逐渐增大，1 g CH4、C2H6、C3H8完全燃烧放出的热量依次为55.64 kJ( kJ≈55.64 kJ)、52.03 kJ( kJ≈52.03 kJ)、50.49 kJ( kJ≈50.49 kJ)，可见相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量越少，D项错误。‎ 题组二中和热测定误差分析和数据处理 ‎2．中和热是在稀溶液中，强酸、强碱发生中和反应生成1 mol 水时放出的热量，中和热为57.3 kJ/mol。下列热化学方程式中正确的是(　　)‎ A．HNO3(aq)＋KOH(aq)===H2O(l)＋KNO3(aq)　ΔH＞－57.3 kJ/mol B．HNO3(aq)＋NH3·H2O(aq)===H2O(l)＋NH4NO3(aq)　ΔH＜－57.3 kJ/mol C．CH3COOH(aq)＋KOH(aq)===H2O(l)＋CH3COOK(aq)　ΔH＜－57.3 kJ/mol D．CH3COOH(aq)＋NH3·H2O(aq)===H2O(l)＋CH3COONH4(aq)　ΔH＞－57.3 kJ/mol 解析：选D。 A中HNO3为强酸，KOH为强碱，ΔH＝－57.3 kJ/mol；B中NH3·H2O为弱碱，ΔH>－57.3 kJ/mol；C中CH3COOH为弱酸，ΔH＞－57.3 kJ/mol；D中是弱酸与弱碱反应，ΔH＞－57.3 kJ/mol。‎ ‎3．利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下：‎ ‎①用量筒量取50 mL 0.50 mol·L－1盐酸倒入小烧杯中，测出盐酸温度；②用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L－1NaOH溶液，并用同一温度计测出其温度；③将NaOH溶液倒入小烧杯中，设法使之混合均匀，测得混合液最高温度。回答下列问题：‎ ‎(1)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是______。‎ A．用温度计小心搅拌 B．揭开硬纸片用玻璃棒搅拌 C．轻轻地振荡烧杯 D．用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动 ‎(2)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和1 L 1 mol·L－1的稀盐酸恰好完全反应，其反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为____________。‎ ‎(3)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g·cm－3，又知中和反应后生成溶液的比热容c＝4.18 J·g－1·℃－1。为了计算中和热，某学生实验记录数据如下：‎ 实验 序号 起始温度t1/℃‎ 终止温度t2/℃‎ 盐酸 氢氧化钠溶液 混合溶液 ‎1‎ ‎20.0‎ ‎20.1‎ ‎23.2‎ ‎2‎ ‎20.2‎ ‎20.4‎ ‎23.4‎ ‎3‎ ‎20.5‎ ‎20.6‎ ‎23.6‎ 依据该学生的实验数据计算，该实验测得的中和热ΔH＝________________(结果保留一位小数)。‎ 解析：(1)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作：用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒上下轻轻地搅动。‎ ‎(2)稀氢氧化钠溶液和稀氢氧化钙溶液中溶质都完全电离，它们的中和热相同，稀氨水中的溶质是弱电解质，它与盐酸的反应中一水合氨的电离要吸收热量，故反应热的数值要小一些(注意中和热与ΔH的关系)。‎ ‎(3)取三次实验的平均值代入公式计算即可。‎ 答案：(1)D　(2)ΔH1＝ΔH2<ΔH3‎ ‎(3)－51.8 kJ·mol－1‎ ‎ ‎(1)涉及中和热的热化学方程式中，H2O的化学计量数为1，且必须是强酸与强碱在稀溶液中发生中和反应。‎ ‎(2)弱酸弱碱在发生中和反应时，要先电离后反应，电离要吸收热量，故用弱酸弱碱测定中和热时，其数值要小于57.3。 ‎ 题组三能源的种类、开发和利用 ‎4．(2020·舟山选考模拟)下列物质中，属于可再生的能源是(　　)‎ A．氢气　　　　　　　　　　 B．石油 C．煤 D．天然气 解析：选A。氢气燃烧发热量高；生成物是水，无污染；生成的水可以再次分解生成氢气。因此氢气是一种完全清洁的新能源和可再生能源。‎ ‎5．能源分类相关图如图所示，下列四组选项中，全部符合图中阴影部分的能源是(　　)‎ A．煤炭、石油、沼气 B．水能、生物质能、天然气 C．太阳能、风能、潮汐能 D．地热能、海洋能、核能 答案：C ‎6．(2016·浙江4月选考，T11)下列说法正确的是(　　)‎ A．煤是无机化合物，天然气和石油是有机化合物 B．利用化石燃料燃烧放出的热量使水分解产生氢气，是氢能开发的研究方向 C．化学电源放电、植物光合作用都能发生化学变化，并伴随能量的转化 D．若反应过程中断开化学键放出的能量大于形成化学键所吸收的能量，则反应放热 答案：C ‎7．为缓解能源紧张，越来越多的国家开始重视生物质能(利用能源作物和有机废料，经过加工转变为生物燃料的一种能源)的开发利用。‎ ‎(1)如图是某国能源结构比例图，其中生物质能所占的比例是________。‎ ‎(2)生物柴油是由动植物油脂转化而来，其主要成分为脂肪酸酯，几乎不含硫，生物降解性好，一些国家已将其添加在普通柴油中使用。关于生物柴油及其使用，下列说法正确的是________。‎ ‎①生物柴油是可再生资源　②可减少二氧化硫的排放　③与普通柴油相比易分解　④与普通柴油制取方法相同 A．①②③ B．①②④‎ C．①③④ D．②③④‎ 解析：(1)油料作物和甘蔗是能源作物，属生物质能；化石燃料不是生物质能。‎ ‎(2)生物柴油的原料是动植物油脂，可再生(①对)，几乎不含硫(②对)，生物降解性好(③对)，主要成分为酯类，而普通柴油主要成分为烃类(源于石油)，制取方法不同(④错)。‎ 答案：(1)27%　(2)A ‎　有关反应热的比较、计算 ‎1．利用热化学方程式计算 反应热与反应物的物质的量成正比。根据已知的热化学方程式和已知的反应物或生成物的物质的量，可以计算反应放出或吸收的热量；根据一定量的反应物或生成物的量计算出反应放出或吸收的热量，换算成1 mol反应物或生成物的热效应，也可以书写热化学方程式。‎ ‎2．利用旧键断裂和新键形成过程中的能量差计算 ΔH＝反应物的总键能之和－生成物的总键能之和。‎ 若反应物旧化学键断裂吸收能量E1，生成物新化学键形成放出能量E2，则反应的ΔH＝E1－E2。‎ ‎3．利用盖斯定律计算 ‎(1)盖斯定律指化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的，即化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。‎ ‎(2)在具体的应用过程中，采用以下四个步骤就能快速、准确地解决问题。‎ ‎①写：写出目标方程式(题目中要求书写的热化学方程式)，配平。‎ ‎②比：将已知方程式和目标方程式比较，分析物质类别、位置(在反应物中还是在生成物中)的区别。‎ ‎③倒：为了将已知方程式相加得到目标方程式，可将方程式颠倒过来，反应热的量不变，‎ 但符号要相反。这样，可以避免减法运算中容易出现的错误。‎ ‎④乘：为了将方程式相加得到目标方程式，可将方程式乘以某个数(可以是分数)，反应热也要进行相应地运算。‎ ‎⑤加：倒、乘两个方面做好了，只要将方程式相加即可得目标方程式，反应热也相加即可。注意：ΔH要带着“＋”“－”符号进行运算(“＋”号可省略)。‎ 题组一利用盖斯定律书写热化学方程式 ‎1．(2016·浙江4月选考，T30)已知298 K和101 kPa条件下：‎ N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)　ΔH1‎ ‎2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH2‎ ‎2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH3‎ ‎4NH3(g)＋O2(g)===2N2H4(l)＋2H2O(l)　ΔH4‎ 则N2H4(l)的标准燃烧热ΔH＝________________。‎ 解析：写出目标热化学方程式：N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(l)，参照目标热化学方程式，对所选择的热化学方程式进行合理的“变形”。将所给热化学方程式依次编号为①②③④，将④式反写并乘以1/2，将①式反写，将②式乘以3/2，ΔH也做相应的变化。然后将变形后的三个式子相加，可得目标热反应方程式。‎ 答案：ΔH2－ΔH1－ΔH4‎ ‎2．LiH可作飞船的燃料，已知下列反应：‎ ‎①2Li(s)＋H2(g)===2LiH(s)　ΔH＝－182 kJ·mol－1‎ ‎②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－572 kJ·mol－1‎ ‎③4Li(s)＋O2(g)===2Li2O(s)　ΔH＝－1 196 kJ·mol－1‎ 写出LiH在O2中燃烧的热化学方程式：______________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：由①可知，2LiH(s)===2Li(s)＋H2(g)　ΔH＝182 kJ·mol－1；由③可知，2Li(s)＋O2(g)===Li2O(s)　ΔH＝－598 kJ·mol－1；由②可知，H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－286 kJ·mol－1。‎ 上述三式相加得：2LiH(s)＋O2(g)===Li2O(s)＋H2O(l)　ΔH＝－702 kJ·mol－1。‎ 答案：2LiH(s)＋O2(g)===Li2O(s)＋H2O(l)　ΔH＝－702 kJ·mol－1‎ 题组二利用盖斯定律计算反应热 ‎3．(2018·浙江11月选考，T21)已知：‎ H2O(g)===H2O(l)　ΔH1‎ C6H12O6(g)===C6H12O6(s)　ΔH2‎ C6H12O6(s)＋6O2(g)===6H2O(g)＋6CO2(g)　ΔH3‎ C6H12O6(g)＋6O2(g)===6H2O(l)＋6CO2(g)　ΔH4‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．ΔH1＜0，ΔH2＜0，ΔH3＜ΔH4‎ B．6ΔH1＋ΔH2＋ΔH3－ΔH4＝0‎ C．－6ΔH1＋ΔH2＋ΔH3－ΔH4＝0‎ D．－6ΔH1＋ΔH2－ΔH3＋ΔH4＝0‎ 解析：选B。在H2O(g)===H2O(l)中，ΔH1<0；在 C6H12O6 (g)===C6H12O6 (s)中，ΔH2<0；在C6H12O6 (s)＋6O2 (g)===6H2O(g)＋6CO2 (g)中，ΔH3<0；在C6H12O6 (g)＋6O2 (g)===6H2O(l)＋6CO2 (g)中，ΔH4<0，C6H12O6 (s)转化为C6H12O6 (g)需要吸收热量，H2O(g)转化为H2O(l)需要放出热量，所以ΔH3＞ΔH4，故A不正确；根据盖斯定律可知B正确，C和D都不正确。‎ ‎4．(2018·浙江4月选考，T21)氢卤酸的能量关系如图所示：‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．已知HF气体溶于水放热，则HF的ΔH1<0‎ B．相同条件下，HCl的ΔH2比HBr的小 C．相同条件下，HCl的(ΔH3＋ΔH4)比HI的大 D．一定条件下，气态原子生成1 mol H—X键放出a kJ能量，则该条件下ΔH2＝a kJ·mol－1‎ 解析：选D。A项中，ΔH1为HF从溶液到气体吸收的能量，即ΔH1＞0，不正确；B项中，Cl的非金属性比Br强，稳定性应该是HCl＞HBr，HCl对应的ΔH2更大，不正确；C项中，其代表的是H(g)→H＋(aq)的焓变，故与HCl还是HI无关，不正确；D项中，ΔH2即为H—X键能，ΔH2＝a kJ·mol－1，正确。‎ ‎5．(2017·浙江11月选考，T19)根据Ca(OH)2/CaO体系的能量循环图：‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．ΔH5＞0‎ B．ΔH1＋ΔH2＝0‎ C．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5‎ D．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝0‎ 答案：D 课后达标检测 一、选择题 ‎1．(2020·绍兴一中高二期中)下列反应属于吸热反应的是(　　)‎ A．碳在氧气中的燃烧 B．葡萄糖在人体内氧化分解 C．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应 D．锌粒与稀H2SO4反应制取H2‎ 答案：C ‎2．(2017·浙江11月选考，T5)下列不属于化石燃料的是(　　)‎ A．煤　　　　　　　　　 B．石油 C．天然气 D．甲醇 答案：D ‎3．下列有关能量转换的说法正确的是(　　)‎ A．风力发电是化学能转换为电能 B．动物体内的葡萄糖被氧化成CO2，是热能转换成化学能 C．植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖，是将太阳能转换成热能 D．植物燃烧时放出的能量来源于太阳能 答案：D ‎4．已知反应X＋Y===M＋N为吸热反应，对这个反应的下列说法中正确的是(　　)‎ A．X的能量一定低于M的能量，Y的能量一定低于N的能量 B．因为该反应为吸热反应，故一定要加热反应才能进行 C．破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中的化学键所放出的能量 D．X和Y的总能量一定低于M和N的总能量 解析：选D。X＋Y===M＋N　ΔH>0，说明X与Y的总能量低于M与N的总能量，A错误，D正确；破坏反应物中的化学键所吸收的能量大于形成生成物中的化学键所放出的能量，C错误；吸热反应有的不需要加热也可反应，如氢氧化钡晶体与氯化铵搅拌即可，B错误。‎ ‎5．已知拆开1 mol O2(g)中的化学键需要吸收498 kJ的能量。根据能量变化示意图，下列说法不正确的是(　　)‎ A．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－480.4 kJ·mol－1‎ B．H2O(g)===H2(g)＋O2(g)　ΔH＝240.2 kJ·mol－1‎ C．拆开1 mol H2(g)中的化学键需要吸收436.4 kJ的能量 D．H(g)和O(g)形成H2O(g)中的1 mol H—O键放出462.8 kJ的能量 答案：A ‎6．(2020·宁波选考适应性考试)固态或气态碘分别与氢气反应的热化学方程式如下：‎ ‎①H2(g)＋I2(？)2HI(g)　ΔH1＝－9.48 kJ/mol ‎②H2(g)＋I2(？)2HI(g)　ΔH2＝26.48 kJ/mol 下列判断不正确的是(　　)‎ A．①中的I2为气态，②中的I2为固态 B．②的反应物总能量比①的反应物总能量低 C．反应①的产物比反应②的产物热稳定性更好 D．1 mol固态碘升华时将吸收35.96 kJ的热量 解析：选C。根据反应热ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量，说明①中反应物的总能量大于②中反应物的总能量，由于物质在气态时的能量大于在固态时的能量，则①中的I2为气体，②中的I2为固体，故A、B都正确；由于两个反应的产物相同、状态相同，热稳定性也相同，故C错误；根据盖斯定律，由②－①得I2(s)I2(g)　ΔH＝ΔH2－ΔH1＝26.48 kJ/mol－(－9.48 kJ/mol)＝35.96 kJ/mol，说明1 mol固态碘升华为碘蒸气需要吸收35.96 kJ的热量，故D正确。‎ ‎7．N4分子结构为正四面体形(如图所示)。已知：断裂N4(g)中 1 mol N—N键吸收193 kJ能量，形成N2(g)中1 mol N≡N 放出941 kJ能量。下列说法正确的是(　　)‎ A．形成1 mol N4(g)中的化学键放出193 kJ的能量 B．N4(g)比N2(g)更稳定 C．1 mol N2(g)完全转化为N4(g)，体系的能量增加362 kJ D．N4(g)===2N2(g)　ΔH＝724 kJ·mol－1‎ 解析：选C。从结构图中可看出，一个N4分子中含有6个 N—N键，形成1 mol N4(g)中的化学键放出6×193 kJ 的能量，A项错误；从结构图中可看出，一个N4‎ 分子中含有6个N—N键，根据N4(g)===2N2(g)可知ΔH＝6×193 kJ·mol－1－2×941 kJ·mol－1＝－724 kJ·mol－1，这说明 N2(g)的总能量小于 N4(g)，因此N2(g)比N4(g)更稳定，B项错误；根据B选项中分析可知1 mol N2(g)完全转化为 N4(g)，体系的能量增加 362 kJ，C项正确；由B项可知，D项错误。‎ ‎8．(2020·宁波高二月考)在25 ℃、101 kPa时，C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的标准燃烧热分别为393.5 kJ·mol－1、285.8 kJ·mol－1、870.3 kJ·mol－1，则2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)的反应热为(　　)‎ A．－488.3 kJ·mol－1 B．488.3 kJ·mol－1‎ C．－191 kJ·mol－1 D．191 kJ·mol－1‎ 解析：选A。由题知表示各物质标准燃烧热的热化学方程式分别为①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1；②H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1；③CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－870.3 kJ·mol－1。则2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)可由反应①×2＋②×2－③得出，则反应热为－393.5 kJ·mol－1×2＋(－285.8 kJ·mol－1×2)－(－870.3 kJ·mol－1)＝－488.3 kJ·mol－1。‎ ‎9．(2019·浙江4月选考，T23)MgCO3和CaCO3的能量关系如图所示(M＝Ca、Mg)：‎ 已知：离子电荷相同时，半径越小，离子键越强。下列说法不正确的是(　　)‎ A．ΔH1(MgCO3)＞ΔH1(CaCO3)＞0‎ B．ΔH2(MgCO3)＝ΔH2(CaCO3)＞0‎ C．ΔH1(CaCO3)－ΔH1(MgCO3)＝ΔH3(CaO)－ΔH3(MgO)‎ D．对于MgCO3和CaCO3，ΔH1＋ΔH2＞ΔH3‎ 答案：C 二、非选择题 ‎10．(2020·杭州选考模拟)(1)丙烷热值较高，污染较小，是一种优良的燃料。试回答下列问题。‎ ‎①如图是一定量丙烷完全燃烧生成CO2和 1 mol H2O(l)过程中的能量变化图，则图中的括号内应填入______(填“＋”或“－”)。‎ ‎②写出表示丙烷标准燃烧热的热化学方程式：_____________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎③二甲醚(CH3OCH3)是一种新型燃料，应用前景广阔。1 mol 二甲醚完全燃烧生成CO2和液态水放出 1 455 kJ热量。若1 mol丙烷和二甲醚的混合气体完全燃烧生成CO2和液态水共放出1 645 kJ热量，则混合气体中，丙烷和二甲醚的物质的量之比为________。‎ ‎(2)盖斯定律认为：不管化学过程是一步完成或分几步完成，整个过程的总热效应相同。试运用盖斯定律回答下列问题。‎ ‎①已知：‎ H2O(g)===H2O(l)　ΔH1＝－Q1 kJ·mol－1　Ⅰ C2H5OH(g)===C2H5OH(l)‎ ΔH2＝－Q2 kJ·mol－1　Ⅱ C2H5OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)‎ ΔH3＝－Q3 kJ·mol－1　Ⅲ 若使46 g液态无水酒精完全燃烧，并恢复到室温，则整个过程中放出的热量为______________kJ。‎ ‎②碳在氧气供应不充足时，生成CO同时还部分生成CO2，因此无法通过实验直接测得反应：C(s)＋O2(g)===CO(g)的ΔH。但可设计实验、利用盖斯定律计算出该反应的ΔH，计算时需要测得的实验数据有__________________。‎ 解析：(1)①丙烷完全燃烧生成CO2和1 mol H2O(l)的过程放热，ΔH为“－”。②标准燃烧热是101 kPa时，1 mol物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量，所以表示丙烷标准燃烧热的热化学方程式为C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－2 215.0 kJ·mol－1。③n(二甲醚)×1 455 kJ·mol－1＋[1 mol－n(二甲醚)]×2 215.0 kJ·mol－1＝1 645 kJ，解得n(二甲醚)＝0.75 mol，n(丙烷)＝0.25 mol。‎ ‎(2)①由Ⅰ×3＋Ⅲ－Ⅱ可得C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－(3Q1－Q2＋Q3) kJ·mol－1，所以使46 g液态无水酒精完全燃烧，并恢复到室温，整个过程中放出的热量为(3Q1－Q2＋Q3)kJ。②利用盖斯定律计算反应C(s)＋O2(g)===CO(g)的ΔH，需要测得的实验数据有碳和CO的标准燃烧热。‎ 答案：(1)①－　②C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－2 215.0 kJ·mol－1　③1∶3‎ ‎(2)①3Q1－Q2＋Q3　②碳和CO的标准燃烧热 ‎11．测定稀硫酸和稀氢氧化钠中和热的实验装置如图所示。‎ ‎(1)写出该反应的热化学方程式(中和热ΔH为－57.3 kJ·mol－1)：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)取50 mL 0.50 mol·L－1 NaOH溶液和30 mL 0.50 mol·L－1硫酸溶液进行实验，实验数据如下表。‎ ‎①请填写下表中的空白：‎ 温度 实验次数 起始温度T1/℃‎ 终止温度T2/℃‎ 温度差平均值(T2－T1)/℃‎ H2SO4溶液 NaOH溶液 平均值 ‎1‎ ‎26.2‎ ‎26.0‎ ‎26.1‎ ‎30.1‎ ‎2‎ ‎27.0‎ ‎27.4‎ ‎27.2‎ ‎33.3‎ ‎3‎ ‎25.9‎ ‎25.9‎ ‎25.9‎ ‎29.8‎ ‎4‎ ‎26.4‎ ‎26.2‎ ‎26.3‎ ‎30.4‎ ‎②近似认为0.50 mol·L－1 NaOH溶液和0.50 mol·L－1硫酸溶液的密度都是1 g·cm－3，中和后生成溶液的比热容c＝4.18 J·g－1·℃－1。则中和热ΔH＝________(取小数点后一位)。‎ ‎③上述实验数值结果与57.3 kJ·mol－1有偏差，产生偏差的原因可能是________。‎ a．实验装置保温、隔热效果差 b．量取NaOH溶液的体积时仰视读数 c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中 d．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度 解析：(1)写热化学方程式时除注意化学方程式配平外，还要注意物质的聚集状态，ΔH的符号和单位。‎ ‎(2)①实验2的误差太大要舍去。‎ ‎②ΔH＝－ ‎＝－ ‎＝－53 504 J·mol－1≈－53.5 kJ·mol－1。‎ ‎③a、c项易使部分热量损失，导致结果偏低；b项仰视读数，V(NaOH)偏大，会导致结果偏高；d项会使温差变小，导致结果偏低。‎ 答案：(1)H2SO4(aq)＋NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1‎ ‎(2)①4.0　②－53.5 kJ·mol－1　③acd ‎12．(2020·温州选考模拟)能源危机是当前全球问题，开源节流是应对能源危机的重要举措。‎ ‎(1)下列做法有助于能源“开源节流”的是________。‎ a．大力发展农村沼气，将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源 b．大力开采煤、石油和天然气以满足人们日益增长的能源需求 c．开发太阳能、水能、风能、地热等新能源，减少使用煤、石油等化石燃料 d．减少资源消耗，增加资源的重复使用、资源的循环再生 ‎(2)金刚石和石墨均为碳的同素异形体，它们在氧气不足时燃烧生成一氧化碳，充分燃烧时生成二氧化碳，反应中放出的热量如下图所示。‎ ‎①在通常状况下，金刚石和石墨中________(填“金刚石”或“石墨”)更稳定，石墨的标准燃烧热ΔH为________。‎ ‎②12 g石墨在一定量空气中燃烧，生成气体36 g，该过程放出的热量为________。‎ ‎(3)已知：N2、O2分子中化学键的键能分别是946 kJ·mol－1、497 kJ·mol－1。‎ N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝180.0 kJ·mol－1‎ NO分子中化学键的键能为________kJ·mol－1。‎ ‎(4)综合上述有关信息，请写出CO与NO反应的热化学方程式：________________________________________________________________________。‎ 解析：(2)①由图知石墨的能量比金刚石的小，所以石墨比金刚石稳定；石墨的标准燃烧热ΔH＝ΔH3＋ΔH2＝－110.5 kJ·mol－1＋(－283.0 kJ·mol－1)＝－393.5 kJ·mol－1。②n(CO)×28 g·mol－1＋n(CO2)×44 g·mol－1＝36 g，n(CO)＋n(CO2)＝1 mol，所以n(CO)＝n(CO2)＝0.5 mol，放出的热量为110.5 kJ·mol－1×0.5 mol＋393.5 kJ·mol－1×0.5 mol＝252.0 kJ。(3)设NO分子中化学键的键能为x，则946 kJ·mol－1＋497 kJ·mol－1－2x＝180.0 kJ·mol－1，x＝631.5 kJ·mol－1。(4)由图知2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566.0 kJ·mol－1，将该式减去N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝180.0 kJ·mol－1得：2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＝－746.0 kJ·mol－1。‎ 答案：(1)acd　(2)①石墨　－393.5 kJ·mol－1‎ ‎②252.0 kJ　(3)631.5　(4)2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＝－746.0 kJ·mol－1‎ ‎13．已知某种新型燃料的主要成分是高浓度乙炔和液氨。请回答下列问题。‎ ‎(1)下列说法正确的是________。‎ A．液氨在汽化过程中ΔH＜0‎ B．乙炔(CH≡CH)和液氨在密封体系中发生氧化还原反应而释放能量 C．乙炔和液氨在纯氧中完全燃烧时不产生有毒物质 D．这种新型燃料燃烧过程中只是将化学能转化为动能 ‎(2)已知充分燃烧a g乙炔气体时生成二氧化碳气体和液态水，并放出热量b kJ，则下列热化学方程式中正确的是________。‎ A．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－ kJ·mol－1‎ B．C2H2＋O2===2CO2＋H2OΔH＝－ kJ·mol－1‎ C．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－ kJ·mol－1‎ D．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－2b kJ·mol－1‎ ‎(3)已知下列数据：‎ 化学键 H—N H—O N≡N O===O 断键所需能量/‎ ‎(kJ·mol－1)‎ ‎386‎ ‎463‎ ‎942‎ ‎498‎ 请写出NH3(g)完全燃烧生成N2和水蒸气的热化学反应方程式：________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)选项A，液氨汽化过程中需要吸收热量，故ΔH＞0，错误；选项B，乙炔和液氨在封闭体系中不发生反应，错误；选项C，在纯氧中，C2H2完全燃烧的产物为CO2、H2O，NH3完全燃烧的产物为N2和H2O，这些产物都是无毒的，正确；选项D，燃烧的过程中化学能转化为热能和光能，错误。‎ ‎(2)a g C2H2完全燃烧释放出b kJ热量，所以1 mol C2H2完全燃烧生成CO2、液态水时释放出 kJ热量，再根据热化学方程式的书写原则可知选项C正确。‎ ‎(3)根据反应方程式：2NH3(g)＋O2(g)===N2(g)＋3H2O(g)，反应物分子断裂时所吸收的热量＝2×3 mol×386 kJ·mol－1＋ mol×498 kJ·mol－1＝3 063 kJ，生成物分子形成时释放出的热量＝1 mol×942 kJ·mol－1＋3×2 mol×463 kJ·mol－1＝3 720 kJ，整个反应释放出的热量＝3 720 kJ－3 063 kJ＝657 kJ。其热化学反应方程式为2NH3(g)＋O2(g)===N2(g)＋3H2O(g)　ΔH＝－657 kJ·mol－1。‎ 答案：(1)C　(2)C　(3)2NH3(g)＋O2(g)===N2(g)＋3H2O(g)　ΔH＝－657 kJ·mol－1‎